先控理念在PS系统和TMR三重化冗余TRICON.doc

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1、先控理念在TPS系统和TMR三重化冗余TRICON紧急停车系统中实现应用程序转化和移植问题的探讨防喘振控制方案研究1、防喘振控制方案分析就目前国内外炼化企业来看，防喘振控制通常用两种方法：一是早期专用的防喘振控制器，如WORDWARD公司的505C控制器、ELLIOT公司的ASCC控制器等；二是目前常用的PLC专用软件包。如GE公司的9070系列PLC（用Logic　Master或FieldControl编的软件包）、TRICONEX公司的TS3000（用MSW311或TS1131软件包）等。但每个厂家出于对知识产权的保护，均不会公开其防喘振控制的算法。专用的控制器只给用户提供接口参数，专

2、用的软件包是用高级语言编写的软件包（如Ｃ语言）。用户无法打开，只能在程序中调用。这些技术封索直接影响用户对防喘振控制方案的深入理解，给程序的移植带来了相当大的难度。笔者通过对多套机组喘振方案的研究，发现只有TS3000系统中的源程序对用户是相对开放的，于是对其进行了反复实验，最终弄清了其算法。这种算法仅仅是不同厂家、不同设备中众多算法中常用的，也是相对减化的算法。１、防喘振控制的主要功能●喉部差压低选、出口压力高选●喉部差压温度补偿算法●喉部差压和比例增益参数的折线运算●防喘振线下移功能●可远程给定的PID运算●实现放空阀的快开慢关功能●实现两个放空阀的分程控制●实现联锁停机放空阀自动打开

3、控制●实现防喘振曲线图２、防喘振控制技术方案根据测量压缩机的喉部差压、出口压力、入口温度这三量，TRICONEX有一套完整的喘振技术，该算法中气体分子量变化不会影响机组的防喘振控制。当风机正常运行时，它的工作点应该在图2防喘振线的下方，此时偏差e＝PV－SP＜0，调节器的作用方式为反作用。当工作点越过防喘振线16喉部差压△P出口压力P喘振线防喘振线工作点0%100%100%图2防喘振性能曲线图喘振线cbxad并在其上方时，即偏差e＞＝0时，则要求防喘振阀快速打开。由于防喘振阀的打开，使工作点开始回到防喘振线以下时，阀的动作又应减慢，即要求防喘振阀在开关时，是以变速动作的。在偏差e＞＝0时,

4、放空阀打开的快速取决于PID参数比例增益K的自适应能力（自动增大或减小），如果K值不变，放空阀则以正常的速度打开（一般要求在3秒钟之内）；而当喘振发生的趋势得以控制时，即偏差e＝＜0时，放空阀则以0.1%渐进式缓慢关闭。防喘振控制算法，是通过温度补偿后的喉部差压值（防喘振曲线的横坐标X轴）经过折线运算得出的出口压力作为PID控制的设定值SP（防喘振曲线的纵坐标Y轴），来控制测量值出口压力PV。防喘振控制的偏差e＝PV－SP即为出口压力的控制偏差。防喘振PID作用为反作用，正常状况下偏差e＜0，当e＞＝0时发生喘振。防喘振控制框图如图3所示。注：积分系数保持不变为4（气关阀）ASV1841A

5、SV1840PV值SP值比例增益K值喉部差压PDT1840A/B低选高选出口压力PT1841A/B分程控制输出置0%快开慢关PID运算防喘振线移动喘振检测折线运算温度补偿比例K折线运算入口温度TE1840图3防喘振控制框图联锁停机信号16当偏差e大于2%时系统发出喘振报警，当偏差e大于7%并且逆流报警存在，则防喘振线下移1%。为了保证风机的功效，最多下移5次，还设置了手动复位功能。当防喘振线下移时，此时的设定值SP为折线算出的SP＇减去移动次数N乘以下移量1%。即：SP＝SP＇－N×1%。PID参数比例增益K自整定功能是通过折线运算实现的，共11点坐标形成3段斜坡折线得出K＇。在没有发生喘

6、振情况下，当偏差e大于0.1%时（即喘振条件具备）发生喘振，K值自动置为初始值90，然后K通过和折线运算后的K＇计算逐渐减小。计算公式：K＝（90×25.0）÷（K＇＋25.0）当偏差e小于0.1%时，K值值保持不变。在比例增益K值自动变化过程，积分T1值始终为4，微分T2值始终为0。如图4所示。3048.848.610800比例P100100偏差e图4比例增益P的折线运算49.82、原TMR三重化冗余TRICON系统的配置ARGG装置配置了烟机、主风机、备用主风机各一台，增压机两台。根据风量主风机和备用主风机选用轴流压缩机，驱动机选用烟机和电机，注意：备用主风机组无烟机。该大型机组的防喘

7、振控制、静叶控制、轴系监控、启停机顺序控制、联锁逻辑控制（ESD）等均由TRICON系统的TS3000硬件来实现。防喘振程序的转化和移植这里主要讨论二个主要的技术问题：一是在富士智能调节器PNA3-211实现备机的防喘振控制和防逆流控制；二是在TPS系统中利用先控理念实现压缩机的防喘振控制。一、防喘振控制功能的具体实施方案16ARGG备用主风机组共有仪表回路117个，由于受现有控制系统点数的限制和系统应急特殊性的要求，经